膨胀土中桩的胀切力计算研究

桩在膨胀土中所受到的胀切力是由土的膨胀引起的，其膨胀强度只决定胀切力的大小，本文提出用比拟的方法，即受热时，坚固物体膨胀与受潮时土上升的增加量有较相近可比之处．增湿相关的胀力是沿桩侧面分布的，这样求胀切力问题就转化为热弹性理论偏微分方程的积分与定解问题，从而确定膨胀强度的函数式，桩的上升量和桩的有效胀切总力的理论计算公式，与实验结果对照，计算结果与实际情况符合得较好。     

废弃轮胎橡胶颗粒改性膨胀土的试验研究

废弃轮胎破碎后与土混合可改善土的工程特性,为提高废旧轮胎的循环利用和解决膨胀土工程问题提供了新途径.取湖北荆州膨胀土,掺入废弃轮胎橡胶颗粒形成改性膨胀土,完成了素膨胀土和改性膨胀土的物理特性、胀缩特性、强度特性试验.结果表明,当轮胎橡胶颗粒的掺量(质量百分数)小于23%时,改性膨胀土的液限和塑性指数随掺量的增加而增大,但塑限基本不变;最大干密度较素膨胀土降低,最优含水率基本不变化;改性膨胀土的粘聚力和抗剪强度较素膨胀土明显下降;粘聚力总体上随掺量的增加而减小,但抗剪强度和内摩擦角随掺量的增加变化不大;改性膨胀土的胀、缩性明显减弱,当橡胶颗粒的掺量为23%时,对胀缩特性的改善效果最佳.     

膨胀混凝土灌注桩的受力分析

膨胀混凝土灌注桩是一种近年来发展起来的新型成桩方式。本文首先利用弹性理论否定了其承载力提高是单纯由于摩擦力提高的简单解释，然后以试验数据为基础，从三个方面分析了承载力提高的原因：蠕变、固结过程的缩短能加速桩周土承载力的提高；按极限荷载的定义，桩长伸长能充分发挥桩身承载力和桩底承载力；桩端土强度、刚度的提高对桩侧阻力在桩端有明显的增强效应，并对膨胀混凝土灌注桩的设计和施工提出了建议。     

竖向受荷桩的桩-土接触面简化模型

将桩-土接触面由一个理想弹塑性的切向弹簧简化为一层薄壁单元,通过理论分析的方法,在Desai薄层单元法的基础上进行改进,考虑桩径与薄壁单元厚度对单元参数的影响,给出一种弹簧切向刚度与薄壁单元剪切刚度的换算式.数值模拟结果表明,该模型在薄壁单元厚度和桩径在一定范围内变化时模拟结果稳定,其竖向位移分布规律与接触面弹簧模拟结果非常相似;通过改变薄壁单元的强度参数,可以模拟桩-土接触面的强度性质,从而能够较合理地预测桩-土接触面在竖向荷载作用下的变形性状.     

桩侧土软化对单桩承载力及沉降的影响

用分段线性函数模拟桩侧剪应力与桩土相对位移的关系，用应力跌落描述了峰值剪应力和残余剪应力之间的关系，运用力学理论推导出单桩荷载与沉降的关系，并通过算例分析了软化系数的大小对单桩承载力，沉降，桩射轴力和位移的影响。研究结果表明：若桩土之间剪应力和相对位移的关系满足软化模型（即应力－应变关系曲线上有明显的峰值，峰值后应力随位移增大而降低），则根据p-s曲线确定单桩承载力时，必须综合考察软化系数大小，桩端土的性状及单桩沉降和p-s曲线的形状，才能合理地确定单桩承载力。     

敞口预应力混凝土管桩的承载力

预应力混凝土管桩采用敞口桩尖时，沉桩过程中部分桩端土进入桩管内形成“土塞”，从而减轻了挤土效应。本文分析了“土塞”效应对单桩坚向权限承裁力的影响，并就敞口桩央与闭口桩央的承裁力特征值作了工程对比试检。     

柔性桩复合地基的沉降分析

为了分析柔性基础下柔性桩复合地基的沉降问题，提出了改进的单元体位移模型.通过假定的单元体竖向位移模式和纯摩擦桩桩侧摩阻力分布模式，利用桩土间无相对滑移、桩土界面处桩土压缩量相等和单元体边界处竖向切应力为零等边界条件，推导出复合地基纯摩擦桩桩侧摩阻力分布的具体表达式，以及加固区桩土压缩量的计算公式.随着荷载的增大，当桩体不再是纯摩擦桩时，计算方法同样适用于有桩端力或桩侧摩阻力达到极限值的情况.实例计算表明，理论公式计算结果与实测值比较接近.     

一种放线菌对膨胀土工程性质的影响试验

从膨胀土的胀缩性和改性机理出发,采用摇管分离法和混合平板法从农田土壤和膨胀土中分离出对膨胀土胀缩性改良效果较好的菌株Aq,并制成菌剂。利用直接剪切试验和胀缩性试验,对接人菌剂A。并经不同时间培养的膨胀土进行胀缩性指标和强度指标测试。结果表明,加入菌剂A,后膨胀土的粘聚力小于原土,内摩擦角则大于原土,但二者均随培养时间的延长而增长,30天后粘聚力可恢复至原土的粘聚力值;经标准培养30天后膨胀土的胀缩性较原膨胀土显著降低,胀缩总率由9．45％降低至3．35％,降幅达65％。X射线衍射分析发现,在微生物作用下膨胀土的矿物成分并没有大的变化,但从SEM图可以清楚看出,微生物作用引起了膨胀土微细观结构的变异。     

云南文山膨胀土强度参数变化规律初探

不同性质或载荷状态的膨胀土在胀缩过程中强度参数降幅有明显差异。为初步探讨强度参数降幅与所受载荷、土体自身膨胀力之间的关系,取样自云南文山盆地普者黑机场区域膨胀土,进行不同载荷状态下的强度参数降幅实验及膨胀力与强度降幅相关性实验。实验结果:载荷增加,强度参数降幅随之减少,如内聚力C值、内摩擦角φ值降幅分别由5 kPa下的72.32%、77.22%减少至40 kPa下的34.93%、27.42%;膨胀力与强度参数降幅随着载荷的增加,渐趋正相关。表明:载荷对强度降幅有控制作用,主要为对裂隙发育的抑制;膨胀力与强度参数降幅的相关性与载荷状态有关;载荷和膨胀力的比值与强度降幅总体趋势上表现为负相关。     

嵌岩桩沉渣特性对桩顶动力响应的影响

基于虚土桩模型,运用Laplace积分变换和阻抗函数递推方法研究了纵向任意激振力作用下沉渣特性对成层土中嵌岩桩桩顶动力响应的影响.将桩端沉渣模拟为虚土桩,对桩侧土采用平面应变模型,并考虑其成层特性,结合初始条件和桩顶及沉渣底部的边界条件,求得在桩顶任意激振力作用下,考虑沉渣影响的桩顶频域响应解析解及时域响应半解析解.基于理论解,分析了沉渣特性对桩顶动力响应的影响,并将理论计算结果与工程桩低应变反射波法实测曲线进行了拟合对比,结果表明,基于虚土桩模型的理论解能较好地反演出沉渣特性对桩顶动力响应的影响.     

软土地区预制桩单桩最终极限承载力估算方法

软土地区预制桩施工具有较强的挤土效应,通常表现为桩周一定范围内土体受到侧向挤压,土体孔隙比降低,抗剪强度增加.目前估算预制桩单桩极限承载力通常选用沉桩前土体参数,这和桩体最终受力状态相比有一定的差异,计算结果通常偏于保守.应用圆柱形小孔扩张理论分析了沉桩的挤土机理,并根据土体抗剪强度与土体密度的唯一性关系,建立了沉桩休止期后桩周土体抗剪强度增量的理论计算公式.应用该公式可估算出预制桩单桩最终极限承载力.经与工程实测结果相比,两者比较接近,说明这种计算方法有一定的工程应用价值.     

估算软土地区预制桩最终极限承载力的修正方法

目的 为了定量分析预制桩承载力的时间效应，从而有效地发挥预制桩承载力的潜能，减少建筑物的建造成本．方法 笔者应用圆柱形小孔扩张理论分析了预制桩施工的挤土机理，并提出了一种根据常见土体参数估算桩周土体密度的方法．在此基础之上又根据土体抗剪强度与土体密度的惟一性关系，最终建立了沉桩休止期后桩周土体抗剪强度增量的理论计算公式．结果 根据沉桩休止期后桩周土体抗剪强度增量的理论计算公式，可以得到估算软土地区预制桩最终极限承载力的修正方法，从而能定量估算出预制桩的最终极限承载力．结论 将笔者提出的修正方法应用于工程实践，其结果与工程实测结果相比，两者较接近，说明该修正计算方法有一定的工程应用价值．     

开孔管桩真空固结提高承载力模型试验

为了研究桩基承载力的增长程度、桩周土的抗剪强度和含水率变化规律、桩周土排水量,开展真空固结模型试验,得到模型桩的Q-s曲线、桩周土的十字板强度和含水率的分布规律、排水量随时间的增长曲线. 结果表明,在该试验条件下,开孔管桩真空固结技术可以使桩基承载力提高2.7倍,使桩周形成厚4.5 cm、较高抗剪强度、较低含水率的致密层. 研究桩身开孔布置的影响,得出桩基承载力的增长程度受开孔层间距的影响较大,受孔径的影响很小.     

横观各向同性在抗滑桩加固边坡中的应用

讨论了土体强度横观各向同性和非均质性,分析了考虑强度横观各向同性与非均质性边坡的计算方法。采用极限平衡法推导出考虑强度横观各向同性与非均质性边坡稳定计算公式,对安全系数计算方法中土体抗滑力矩与抗滑桩抗滑力矩计算公式进行了修正,得到了同时考虑土体强度横观各向同性与非均质性抗滑桩加固边坡的计算方法。通过实例验证,得到当假定水平粘聚力不变,在考虑土体强度横观各向同性时计算安全系数相对误差小于不考虑土体强度横观各向同性边坡。在实际抗滑桩加固边坡工程中考虑土体强度横观各向同性是必要的。     

温度影响下能量桩-土接触面剪切特性试验研究

能量桩工作过程中,桩体受温度变化影响会产生热变形,进而引起桩周土体的循环剪切作用,弱化地基承载力,给桩基的正常使用带来风险。由于传统直剪仪无法模拟能量桩工作过程中的温度变化,因此对桩-土接触面力学特性受温度影响的变化规律研究较少。对传统直剪仪进行改造,使其可以改变剪切试样温度;所用土体从重庆某施工现场取样,开展不同温度变化下桩-土接触面的室内土工直剪试验,分析单次温度变化和循环温度变化对桩-土接触面力学性能的影响,并对温度影响下桩-土接触面力学特性与土体力学特性的差异进行比较。结果表明,能量桩-土接触面的抗剪强度受温度影响较大;随着温度的升高,能量桩-土界面摩擦角和黏聚力先减小后增大;低法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响较大,而高法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响不显著;土体的抗剪强度、黏聚力和摩擦角随温度变化规律与桩-土界面类似。     

敞口管型桩压入对既有受荷桩基承载性状影响

基于经典桩侧摩阻力公式和圆孔扩张理论,优化考虑土压力系数、土塞增长率、扩孔塑性半径等问题,计算新增管桩的植入对在役桩承载性状的影响. 对比分析有限元的软件与理论计算结果,发现管型桩贯入引致的桩间土挤土效应,使在役桩侧摩阻力在一定深度范围内增加,且桩长越长、桩间距越小,贡献越明显. 新增桩与在役桩的距离小于3倍桩径,会形成局部群桩效应,使群桩协同工作时的桩顶沉降增加;距离大于6倍桩径,管型桩压入对既有桩侧摩阻力、群桩协同工作效应的影响较小.     

Analytical method of load-transfer of single pile under expansive soil swelling

The elastic differential equations of load-transfer of single pile either with applied loads on pile-top or only under the soil swelling were established,respectively,based on the theory of pile-soil interaction and the shear-deformation method.The derivation of analytic solution to load-transfer for single pile in expansive soil could hereby be obtained by means of superposition principle under expansive soils swelling.The comparison of two engineering examples was made to prove the credibility of the suggested method.The analyzed results show that this analytic solution can achieve high precision with few parameters required,indicating its' simplicity and practicability in engineering application.The employed method can contribute to determining the greatest tension along pile shaft resulting from expansive soils swelling and provide reliable bases for engineering design.The method can be employed to obtain various distributive curves of axial force,settlements and skin friction along the pile shaft with the changes of active depth,vertical movements of the surface and loads of pile-top.     

水泥搅拌桩桩土应力比研究

桩土应力比是反映搅拌桩复合地基工作状态的一个重要参数 ,也是计算复合地基承载力和沉降的重要指标 .本文通过实测水泥搅拌桩复合地基的桩土应力比 ,分析了影响桩土应力比的主要因素 .在充分考虑桩土相互作用的基础上 ,提出了桩土应力比改进计算公式 .公式计算简单 ,具有工程实用价值 .     

半刚性碎石桩复合地基桩土应力比的研究

阐述了复合地基桩土应力比的计算理论，分析了半刚性碎石桩复合地基桩土应力比的工程实测结果，运用理论计算公式对半刚性碎石桩复合地基的桩土应力比进行了计算，并将两者进行了对比，在充分考虑桩间土应力折减的基础上，建立了一个新的桩土应力比计算公式。